Environmental Engineering Commons^™

Biodegradation Of Rubber Particles In Soil: Using Acclimated Bacteria Isolated From Kansas Soil To Degrade Cryogrinds In Slurry, Shane Graham

Williams Honors College, Honors Research Projects

This study investigated the viability of bioremediating rubber cryogrind using enriched indigenous bacteria. To begin the experiment, soils from three highway roadside locations in Kansas, KS 96 and West, KS 400 and 143^rd, and 199^th, were collected and transported to the lab to be studied. An initial soil characterization was run on the soil samples using distilled (DI) water mixture and 0.01 M CaCl₂ to assess conductivity. The soils were tested to gather a baseline of the relationship between pH and conductivity and the impact of its distance from the roadside. Bacteria were isolated from …

Cruser Place Green Streets Plan, Neal Friedman

Master of Urban and Regional Planning Capstone Projects

Combining green and complete street design techniques leads to multiple environmental, social and economic benefits that often enhance each other's effectiveness. In urban areas confronting increased pressures of sea level rise, green streets, which incorporate landscaped features or vegetative areas to manage stormwater within the right of way, can be crucial pieces of pedestrian oriented urban design and multimodal planning frameworks that consider and plan for diverse, complementary transportation options. This plan works with the Colonial Place and Riverview Civic League as well as the Norfolk Preservation Collective to come up with green street design recommendations in order to strengthen …

Evaluation Of Production-Well Performance In Response To Formation Clogging And Rehabilitation For The Keweenaw Bay Tribal Fish Hatchery, Brock O. Howell

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Temporally, the KBIC (Keweenaw Bay Indian Community) Hatchery wells have manifested general trends of declining specific capacity and higher energy consumption due to mineral precipitation in and around the production wells. Monitoring data, laboratory water analyses, and downhole video logging have confirmed that naturally occurring minerals are precipitating and clogging the screens and, likely, the surrounding formations. The reduction in fluid pressures in and around the well-screens from active pumping wells is typical but, ultimately alters the geochemical and physical conditions such that dissolved minerals precipitate on and around the well-screens, therefore, effectively clogging the well. The clogging from mineral …

Resistome And Mobilome In Surface Runoff From Manured Soil As Affected By Setback Distance, Noelle Mware, Maria C. Hall, Selvakumar Rajendran, John E. Gilley, Amy Schmidt, Shannon Bartelt-Hunt, Yifan Zhang, Xu Li

Department of Agricultural and Biological Systems Engineering: Faculty Publications

Land application of livestock manure introduces antibiotic resistance genes (ARGs) and mobile genetic elements (MGEs) into the soil environment. The objectives of this study were to examine the changes of resistome and mobilome in runoff and soil as a function of setback distance, i.e., the distance between manured soil and surface water, and to quantify the contributions of manure and background soil to the ARGs and MGEs in surface runoff. The resistome and mobilome in runoff and soil from a field-scale plot study were characterized using a high throughput quantitative polymerase chain reaction (HT-qPCR) array. It was estimated that a …

Emission Of Volatile Organic Compounds From Land-Applied Beef Cattle Manure As Affected By Application Method, Diet, And Soil Water Condition, Bryan L. Woodbury, John E. Gilley, David B. Parker, David B. Marx

Department of Agricultural and Biological Systems Engineering: Faculty Publications

Land application of beef cattle manure may result in the emission of volatile organic compounds (VOC). This study was conducted to evaluate the effects of diet, land application method, soil water condition, and time since manure application on VOC emissions. Manure was collected from feedlot pens where cattle were fed diets containing 0%, 10%, or 30% wet distillers grains with solubles (WDGS). The effects of manure application method (surface-applied or incorporated) and soil water condition (saturated or wet) on VOC emissions were measured over a 48 h period. Heptanoic, hexanoic, isobutyric, and isovaleric acids contributed 23.5%, 17.6%, 9.26%, and 3.39% …

Unmanned Aerial System-Based Data Ferrying Over A Sensor Node Station Network In Maize, Jasreman Singh, Yufeng Ge, Derek M. Heeren, Elizabeth Walter-Shea, Christopher M. U. Neale, Suat Irmak, Mitchell S. Maguire

Department of Agricultural and Biological Systems Engineering: Faculty Publications

© 2022 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license (https:// creativecommons.org/licenses/by/ 4.0/).

Sources Of Variability And Uncertainty In Food-Energy-Water Nexus Systems, Heydi Calderon-Ambelis, Deepak R. Keshwani

Department of Agricultural and Biological Systems Engineering: Faculty Publications

A nexus approach contributes to the strategic allocation of resources to secure food, energy, and water for the world population. Integrated models considering the complex interactions across food, energy, and water (FEW) enhance decision-making and strategic planning towards resilience. However, a significant number of the existing integrated models leave unaddressed the inherent variability and uncertainty present in the FEW sectors. Here, we review the importance of characterizing variability over spatial and temporal scales and the importance of decreasing the uncertainty present within a FEW nexus systems. The review also discusses existing modeling tools that address variability and uncertainty on single …

Modeling Water Quantity And Quality Nonlinearities For Watershed Adaptability To Hydroclimate Extremes In Agricultural Landscapes, Juan Carlos Jaimes-Correa, Francisco Muñoz-Arriola, Shannon Bartelt-Hunt

Department of Agricultural and Biological Systems Engineering: Faculty Publications

Changing water supplies and demands, inherent to climate fluctuations and human activities, are pushing for a paradigm shift in water management worldwide. The occurrence of extreme hydrometeorological and climate events such as extended wet periods and droughts, compounded with contaminants, impair the access to water resources, demanding novel designs, construction, and management across multiple hydrologic scales and biogeochemical processes. A constraint to studying hydrologic and biogeochemical disturbances and improving best management practices for water quantity and quality at the watershed scale resides in the suitable monitoring, data availability, and the creation of frameworks. We hypothesize that streamflow and contaminants, simulated …

Comparison Effect On Biogas Production From Vegetable And Fruit Waste With Rumen Digesta Through Co-Digestion Process, Anika Tasnim, Muhammad Rashed Al Mamun, Md Anwar Hossen, Md Towfiqur Rahman, Md Janibul Alam Soeb

Department of Agricultural and Biological Systems Engineering: Faculty Publications

Biogas is the best renewable energy as it can be produced from any biomass for example any plant or living organism. The purpose of this research was to produce biomethane from co-digestion of vegetable and fruit waste with rumen digesta through anaerobic digestion process. In this research, two trials of experiment were conducted. Each trial has three different sample with different mixing ratios. Raw materials used in the experiment was rumen digesta of goat and cow, potato, capsicum, cucumbers, onions, radish, cauliflower, carrot, leafy vegetables, apple, banana, and papaya. In each sample, 1200 gram of raw materials were used. Hydraulic …

Influences Of Artificial Light On Mating Of Black Soldier Fly (Hermetia Illucens): A Review, Md Rabiul Awal, Md Masudur Rahman, Md Abdur Razzak Choudhury, Md Mehedi Hasan, Md Towfiqur Rahman, Md Fuad Mondal

Department of Agricultural and Biological Systems Engineering: Faculty Publications

Black soldier fly (Hermetia illucens) is a potential insect species which can convert biodegradable materials and some indigestible organic waste into valuable biomass. Because of having good quality of fat and protein, its production and use in animal feed are being extended day by day. To fulfill the future demand re-searchers are trying to find out the successful mass rearing techniques of H. illucens in laboratory or indoor condition. However, the most critical part of H. illucens mass production is obtaining successful mating. This insect is very sensitive to light. It prefers direct sunlight for its …

Maximum Profit Facility Location And Dynamic Resource Allocation For Instant Delivery Logistics, Darshan Chauhan, Avinash Unnikrishnan, Stephen D. Boyles

Civil and Environmental Engineering Faculty Publications and Presentations

Increasing e-commerce activity, competition for shorter delivery times, and innovations in transportation technologies have pushed the industry toward instant delivery logistics. This paper studies a facility location and online demand allocation problem applicable to a logistics company expanding to offer instant delivery service using unmanned aerial vehicles or drones. The problem is decomposed into two stages. During the planning stage, the facilities are located, and product and battery capacity are allocated. During the operational stage, customers place orders dynamically and real-time demand allocation decisions are made. The paper explores a multi-armed bandit framework for maximizing the cumulative reward realized by …

Nitrate Removal During The Shoulder Months In The Occoquan Reservoir: A Comprehensive Study, Km Risaduzzaman

College of Graduate Studies: Theses & Dissertations

The artificial nitrate addition by the Upper Occoquan Service Authority (UOSA)’s Water Reclamation Facility (WRF) to the Occoquan Reservoir during the warmer months has been proven to be an efficient way of maintaining the water quality of the reservoir. During the warmer months, the water body became thermally stratified, resulting in hypolimnetic anoxia and the subsequent release of undesired matters from the reduced sediments. At the end of the warmer months, the temperature began to decrease, and by the beginning of winter, oxygen became ubiquitous in water because of fall turnover. This condition remained stable until the following thermal stratification; …

Causes Influencing Construction Waste Generation During The Design Process: An Analytical Study, Aya Saad, Ayman Ahmed Ezzat Othman

Architectural Engineering

Despite the social and economic contributions of the construction industry towards achieving sustainable development objectives, it has an adverse effect on the environment such as the generation of waste, water, and energy consumption. Construction waste (CW) is the loss of materials that are produced during or after the construction process and has no remaining value. Several countries promote waste elimination plans at early stages to reduce CW at its source. The Egyptian government is expanding its investments in new mega projects and infrastructure facilities like new administrative capital, bridges, roads, energy projects which resulted in increasing the rate and amount …

การบำบัดน้ำเสียแอมโมเนียมความเข้มข้นสูงโดยเม็ดตะกอนจุลินทรีย์แบบใช้อากาศ, สิริณิศา สุขวิบูลย์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาการสร้างเม็ดตะกอนจุลินทรีย์แบบใช้อากาศและอัตราการบำบัดของน้ำเสียที่มีแอมโมเนียมสูง ผลการทดลองพบว่าเกิดเม็ดตะกอนจุลินทรีย์แบบใช้อากาศในน้ำเสียแอมโมเนียมสูง (200 mg-N/l) มีลักษณะใกล้เคียงกันกับน้ำเสียแอมโมเนียมต่ำ (50 mg-N/l) ระบบมีค่าดัชนีปริมาตรตะกอนเฉลี่ย (SVI) ในถังปฏิกรณ์ที่ 1 และ 2 เท่ากับ 23.07±3.1 และ 20.46±2.7 มิลลิลิตรต่อกรัมตามลำดับ ค่าปริมาณของแข็งแขวนลอย (MLSS) ในถังปฏิกรณ์ที่ 1 และ 2 เท่ากับ 10,784±608 และ 11,067±678 มิลลิกรัมต่อลิตรตามลำดับ ความเข้มข้นตะกอนก้นถังในถังปฏิกรณ์ที่ 1 และ 2 เท่ากับ 33,732±2468 และ 34,696±1741 มิลลิกรัมต่อลิตรตามลำดับ พบขนาดเม็ดตะกอนในถังฏิกรณ์ที่ 1 และ 2 เท่ากับ 3.4±0.9 และ 4.5±1.0 มิลลิเมตร ความหนาแน่นของตะกอนจุลินทรีย์เท่ากับ 1.166±0.01 กรัมต่อมิลลิลิตร โครงสร้างตะกอนอัดแน่นและมีการกระจายตัวทั่วถังปฏิกรณ์ทั้งสองถังเมื่อเดินระบบเป็นระยะเวลา 85 วัน เม็ดตะกอนจุลินทรีย์แบบใช้อากาศที่เกิดขึ้นสามารถบำบัดน้ำเสียแอมโมเนียมความเข้มข้น 200 mg-N/l ภายใน 2 วัน อัตราการบำบัดเป็นไปตาม Monod’s kinetic โดยมีค่าอัตราการบำบัดแอมโมเนียมสูงสุด (Km) เท่ากับ 33.9±3.3 มิลลิกรัมไนโตรเจนต่อลิตรต่อชั่วโมงและความเข้มข้นแอมโมเนียมที่อัตราการย่อยสลายครึ่งหนึ่งของอัตราการย่อยสลายสูงสุด (Ks) เท่ากับ 67.9±15.9 มิลลิกรัมต่อลิตร

On A New Framework For Detecting, Classifying, And Forecasting Floods For Large-Scale Flood Risk Analysis, Equisha Glenn

Dissertations and Theses

Increasing trends in flooding events are projected to continue as climate changes have increased the chance of extreme weather events. Given the significant, damaging impacts of extreme floods, the ability to effectively model floods is crucial for risk management and mitigation of the impacts of these extreme flooding events. This dissertation presents a new framework for detecting and predicting large-scale flood risk in the United States using climate information. This methodology categorizes regional, simultaneous floods into an index that is used to forecast the risk of extreme flooding a season ahead. The index proposed herein, named the Spatial Flood Index …

Data Fusion And Synergy Of Active And Passive Remote Sensing; An Application For Freeze Thaw Detections, Zahra Sharifnezhadazizi

Dissertations and Theses

There has been a recent evolvement in the field of remote sensing after increase of number satellites and sensors data which could be fused to produce new data and products. These efforts are mainly focused on using of simultaneous observations from different platforms with different spatial and temporal resolutions. The research dissertation aims to enhance the synergy use of active and passive microwave observations and examine the results in detection land freeze and thaw (FT) predictions. Freeze thaw cycles particularly in high-latitude regions have a crucial role in many applications such as agriculture, biogeochemical transitions, hydrology and ecosystem studies. The …

Crop Water Deficits And Their Season-Ahead Climate Determinants Across The United States, Siena W. Dante

Dissertations and Theses

The agricultural sector in the United States provides an essential food and revenue source and it faces severe challenges due to increasing climate variability, which reduces reliable access to water needed for the crops. Unreliable access to water and the potential for drought result in major economic losses to the sector as well as potentially significant environmental damage. It is thus necessary to mitigate the effects of drought as well as to develop agricultural practices that include preparedness strategies for droughts. To develop these strategies, comprehensive information about droughts must be available early enough to consider before the growing season. …

Green Infrastructure In Parking Lot Retrofits, Delaney Sall, Julie Wildschut

Student Papers and Reports

The built environment poses significant risks to surrounding ecosystems. Impervious surfaces like roofs, roads, and parking lots do not allow rainwater to gradually filter into the soil. Instead, runoff often flows directly into storm drains and waterways —causing flooding, erosion and pollution.

One way to mitigate these negative impacts is the installation of Green Infrastructure (GI), a variety of practices designed to infiltrate runoff into the soil, filter out pollutants, and provide habitat for native species.

Because of the way urban areas developed, most commercial parking lots lack GI. If a property owner wants to use their space to …

การประยุกต์ใช้แบบจำลองการแพร่กระจายฝุ่นละอองขนาดไม่เกิน 2.5 ไมครอน (Pm2.5) จากภาคการจราจรบริเวณจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, ธรรมลักษณ์ รัตนวรชัย

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

กรุงเทพมหานครเมืองหลวงของประเทศไทยประสบปัญหาฝุ่นละอองขนาด 2.5 ไมครอน (PM2.5) เกินค่ามาตรฐานในบรรยากาศมาเป็นระยะเวลานานกว่า 10 ปี ซึ่งส่งผลเสียต่อสุขภาพของประชาชน ภาพลักษณ์และส่งผลกระทบทางเศรษฐกิจ จึงเป็นที่มาของงานวิจัยนี้ในการใช้แบบจำลอง AERMOD ในการจำลองการแพร่กระจายของความเข้มข้นของฝุ่นละออง PM2.5 เพื่อศึกษาสภาวการณ์ของฝุ่นละออง PM2.5 ในปี พ.ศ.2561-2563 บริเวณจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย กำหนดขอบเขตพื้นที่ 2.5 กิโลเมตร x 2.5 กิโลเมตร มีการนำเข้าข้อมูลแหล่งกำเนิดมลพิษสู่แบบจำลองที่ประกอบไปด้วย แหล่งกำเนิด PM2.5 จากการจราจรที่แบ่งตามประเภทรถยนต์จากรายงานสถิติการจราจร ซึ่งมีทั้งข้อมูลการจราจรภาคพื้นดินและการจราจรบนทางพิเศษ การกำหนดความผันแปรปริมาณจราจรจำแนกตามประเภทยานพาหนะนั้นวิเคราะห์ข้อมูลจากวิดีโอกล้อง CCTV บริเวณถนนบรรทัดทองเป็นเวลา 7 วันตลอด 24 ชั่วโมง นอกจากนี้ได้กำหนดปริมาณ PM2.5 ที่พัดพามาจากนอกพื้นที่ศึกษาที่เจาะจงตามข้อมูลทิศทางลมรายชั่วโมงและข้อมูลตรวจวัด PM2.5 จากสถานีในบริเวณต้นลม ผลที่ได้ในปี พ.ศ.2561-2563 พบว่าข้อมูลในปี พ.ศ.2563 มีความแม่นยำมากที่สุด โดยปี พ.ศ.2563 พบว่าที่ค่าสูงสุดความเข้มข้น PM­2.5 เฉลี่ย 1 ชั่วโมง (Hotspot) อยู่บริเวณแยกพงษ์พระราม ที่ความเข้มข้นเท่ากับ 343.68 µg/m3 ตามลำดับ โดยมีสัดส่วนของแหล่งกำเนิดมลพิษ (Source contribution) มาจากการจราจรภาคพื้น 7.68 µg/m3 (2.21%) จากทางพิเศษ 302.08 µg/m3 (87.90%) และจากการพัดพาของ PM2.5 นอกพื้นที่ศึกษา 34 µg/m3 (9.89%) และสัดส่วนของแหล่งกำเนิดมลพิษจากประเภทของยานพาหนะทั้ง 4 ประเภท พบว่ามาจากรถยนต์ประเภท Personal car 112.97 µg/m3 (32.87%) Light duty 3.64 µg/m3 (1.06%) Heavy duty 192.68 µg/m3 (56.07%) Other vehicle 0.39 µg/m3 (0.11%) …

ผลของโอโซนต่อการกำจัดแบคทีเรียกลุ่มวิบริโอในบ่อดินเลี้ยงกุ้งจำลอง, มงคล มิรัตนไพร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาผลของโอโซนต่อการกำจัดแบคทีเรียกลุ่มวิบริโอในบ่อดินเลี้ยงกุ้งจำลอง โดยแบ่งการทดลองออกเป็น 3 ช่วง การทดลองช่วงที่ 1 เป็นการศึกษาลักษณะสมบัติทางกายภาพ ทางเคมี และปริมาณเชื้อก่อโรคกลุ่มวิบริโอในดิน พบว่าดินจากระบบบ่อเลี้ยงกุ้งกลางแจ้งมีค่าพีเอชเป็นกลาง อินทรียวัตถุและอินทรีย์คาร์บอนรวมอยู่ในระดับสูง และมีปริมาณเชื้อก่อโรคกลุ่มวิบริโอในดินเท่ากับ 1.0±0.0x103 ซีเอฟยู/ก. การทดลองช่วงที่ 2 เป็นการหาความเข้มข้นโอโซนตกค้างในน้ำสูงสุด (จุดอิ่มตัว) ในน้ำความเค็ม 5 พีพีที พบว่ามีค่าเฉลี่ย 1.43±0.03 มก./ล. โดยแปรผันอยู่ในช่วง 1.36 – 1.50 มก./ล. และการศึกษาผลของความเข้มข้นโอโซนตกค้างในน้ำ 4 ระดับ ได้แก่ 0.3, 0.6, 1.0 และ 1.5 มก./ล. และระยะเวลาการสัมผัส 5, 10, 30 และ 60 นาที ต่อการเปลี่ยนแปลงปริมาณเชื้อก่อโรคกลุ่มวิบริโอในดิน พบว่าความเข้มข้นโอโซนตกค้างในน้ำ 1.0 มก./ล. ที่ระยะเวลาสัมผัส 30 นาที สามารถกำจัดวิบริโอในดินได้ร้อยละ 98.6 และการทดลองช่วงที่ 3 เป็นการประยุกต์ใช้โอโซนในการควบคุมปริมาณเชื้อก่อโรคกลุ่มวิบริโอในระบบเลี้ยงกุ้งขาวแวนนาไมในบ่อดินจำลองสภาวะเหมือนจริงเป็นเวลา 45 วัน พบว่าการใช้โอโซนยังสามารถควบคุมปริมาณวิบริโอในระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยปริมาณวิบริโอในดินในชุดควบคุมมีค่าเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องมีค่าสูงสุด 9.48±1.73x105 ซีเอฟยู/ก. ในขณะที่ชุดทดลองที่มีการปรับสภาพดินด้วยโอโซนมีปริมาณวิบริโอในดินอยู่ในช่วง 6.5±2.12x103 – 1.25±0.29 x105 ซีเอฟยู/ก. ซึ่งสอดคล้องกับปริมาณวิบริโอในน้ำ ทั้งนี้การเจริญเติบของกุ้งขาวแวนนาไม พบว่าทุกชุดการทดลองมีอัตราการเจริญเติบโตของกุ้งใกล้เคียงกัน เท่ากับ 0.12±0.03 และ 0.13±0.02 ก./วัน อัตราการรอดตายร้อยละ 89.75±11.33 และ 89.60±5.43 และอัตราการแลกเนื้อเท่ากับ 1.96±0.25 และ 1.96±0.20 ตามลำดับ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ทางคุณภาพน้ำอื่นๆ มีค่าไม่แตกต่างกันโดยอยู่ในช่วงที่เหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโตของกุ้งขาว